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Geofísica en Zonas Urbanas – Retos y Perspectivas Jaime Urrutia Fucugauchi
Geofísica La exploración geofísica investiga las estructuras, edades, composición, propiedades de la superficie y subsuelo a través de campos naturales e inducidos y contrastes en propiedades. Campo magnético Campo gravitacional Campo eléctrico Campo electromagnético Refracción, reflexión, difracción,… Disipación de calor, temperaturas,… Propagación de ondas sísmicas, electromagnéticas, acústicas, … Excavaciones Perforaciones y recuperación de núcleos Modelos Simulaciones computacionales
métodos terrestres, aéreos, marinos, satelitales, excavaciones, pozos, registros
Geofísica Urbana La adquisición de datos e interpretación en zonas urbanas presentan requerimientos adicionales Limitaciones en geometria, fuentes de señales que se suman a las señales del subsuelo, etc -Proyectos ingeniería civil (construcciones, servicios, transporte, drenaje, -Riesgos (sismos, actividad volcánica, hidrometereológicos, deslizamientos terreno, colapso cavidades, hundimiento, etc) -Recursos (agua subterránea, agricultura) -Arqueología, antropología -Estratigrafía, paleontología -Uso suelo -Geociencias
Cuenca de México Cuenca volcano-tectónica en el sector centro-oriental Faja Volcánica Trans-Mexicana
Cuenca de México Cuenca volcano-tectónica en el sector centro-oriental Faja Volcánica Trans-Mexicana
Anomalía gravimétrica
Cuenca de México
Del Castillo, L., Urrutia-Fucugauchi, J., 1974. Microgeofísica en Arqueología e Ingeniería Civil, Bol. Asoc. Mex. Geof. Expl., 15, 1-46.
Reportes Petróleos Mexicanos 1986 Pemex Exploración y Producción 1986 Pérez Cruz, G 1989 Tesis Ingeniería, UNAM Rodríguez F 2010 Tesis Ingeniero Geofísico, Fac Ingeniería UNAM Unda J 2017 Tesis Ingeniería UNAM
Pozos profundos en la Cuenca de México
Profile N1. Parque Nacional Tepeyac - Canal de Cuemanco
.
2
1
0
-1
-2
(m
Gal
s)
-662
-658
-654
-650
-646
-642
=Observed, =Calculated, =Error
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Distancia (km)
(km
)
2.
1.
0.
-1
-2
-3
Air Cerro de la Estrella
Unidad Volcánica Superior
Unidad Volcánica Inferior
Caliza Cretacica
Tepeyac Sedimentos Lacustres D=2.67 D=2.4
D=2
D=2.4
D=2.6
D=2.2
D=1.5
Profile E3. Bosques de Las Lomas - La U. H. Solidaridad
.
(km
)
2
1
0
-1
-2
(m
Gal
s)
-672
-664
-656
-648
=Observed, =Calculated, =Error
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Distancia (km)
(km
)
2
1
0
-1
-2
-3 T- 37
Arcillas
Piroclastos
T-14
Piroclastos
Roma 1
Arcillas Lacustres
Volcánicas Superiores
Volcánicas Inferiores
Mixhuca 1
Arcillas Lacustres
Volcánicas Superiores
Volcánicas Inferiores
Calizas Cretácicas Unidad Volcánica Inferior
Calizas Cretácicas
Bosques Las Lomas
Sedimentos Lacustres
Unidad Volcánica Superior
Peñón del Marquez
D=2.4
D=2.6
D=1.7
D=1.5 D=2
D=2.4
Perfil N1. Parque Tepeyac -Canal de Cuemanco
.
2 1 0
-1 -2
(m
Gal
s)
-662 -658 -654 -650 -646
-642
=Observed, =Calculated, =Error
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Distancia (km)
(km
)
2
1
0
-1
-2
-3 Cerro de la Estrella
Unidad Volcánica Superior
Unidad Volcánica Inferior Caliza Cretácica
Tepeyac Sedimentos Lacustres
D=2.67 D=2.4
D=2
D=2.7 D=2.6
D=2.2
D=1.5
Modelo de densidad creciente con la profundidad
Modelo de densidad decreciente, con la profundidad, en las últimas dos capas
.
2 1 0
-1 -2
(m
Gal
s)
-662 -658 -654 -650 -646 -642
=Observed, =Calculated, =Error
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Distancia (km)
(km
)
2.
1.
0.
-1
-2
-3 Air Cerro de la Estrella
Unidad Volcánica Superior
Unidad Volcánica Inferior
Caliza Cretacica
Tepeyac Sedimentos Lacustres D=2.67 D=2.4
D=2
D=2.4
D=2.6
D=2.2
D=1.5
Perfil E3. De Bosques de Las Lomas a la U. H. Solidaridad
Modelo de densidad creciente con la profundidad
Modelo de densidad decreciente, con la profundidad, en las últimas dos capas
.
(km
)
2 1 0
-1 -2
(m
Gal
s)
-672
-664
-656
-648
=Observed, =Calculated, =Error
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Distancia (km)
(km
)
2
1
0
-1
-2
-3 T- 37
Arcillas Piroclastos
T-14
Piroclastos
Roma 1
Arcillas Lacustres
Volcánicas Superiores
Volcánicas Inferiores
Mixhuca 1
Arcillas Lacustres
Volcánicas Superiores
Volcánicas Inferiores
Calizas Cretácicas Unidad Volcánica Inferior
Calizas Cretácicas
Bosques Las Lomas
Sedimentos Lacustres
Unidad Volcánica Superior
Peñón del Marquez
D=2.4
D=2.6
D=1.7
D=1.5 D=2
D=2.4
(km
)
2 1 0
-1 -2
(mG
als)
-672
-664
-656
-648
=Observed, =Calculated, =Error
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Distancia (km)
(km
)
2
1
0
-1
-2
-3 T- 37
Arcillas Piroclastos
T-14
Piroclastos
Roma 1
Arcillas Lacustres
Volcánicas Superiores
Volcánicas Inferiores
Mixhuca 1
Arcillas Lacustres
Volcánicas Superiores Volcánicas Inferiores
Calizas Cretácicas Unidad Volcánica Inferior
Calizas Cretácicas
Bosques Las Lomas Sedimentos Lacustres
Unidad Volcánica Superior
Peñón del Marqués
D=2.7
D=2.6
D=1.7
D=1.5 D=2
D=2.4
Xico
Lago de Chalco
Xico I
Xico II
Pedregal de San Angel – Ciudad Universitaria, Chimalistac, Romero Terreros, Cuicuilco
Anomalías gravimétricas Anomalías magnéticas
SISMO 7 SEPTIEMBRE 2017 CIUDAD DE MÉXICO SISMO 19 SEPTIEMBRE 2017
DISEÑO DE ADQUISICIÓN GRAVIMETRICA DE LA BRIGADA 2
GRAVIMETRÍA
ANOMALÍA DE BOUGUER
PERFILES SÍSMICO Y GEOELÉCTRICO
GRAVIMETRÍA
ANOMALÍA DE BOUGUER
MAGNETOMETRÍA
GRADIENTE VERTICAL
Magnetometría Gravimetría
Reflexión refracción sísmica Resistividad eléctrica
Sondeos eléctricos verticales
Sondeos eléctricos verticales
perfil sísmico
Anomalías magnéticas
Urrutia-Fucugauchi J et al 2019 Arquelogia Iberoamericana 42 3-8
-220
-218
-216
-214
-212
-210
-208
-206
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Gra
vity
an
om
aly
(mG
al)
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0 50 100 150 200 250 300 350 400H
ori
zon
tal g
rad
ien
t (m
Gal
/m)
-0.006
-0.004
-0.002
0
0.002
0.004
0.006
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Seco
nd
der
ivat
ive
Distance (m)
Del Castillo, L., Urrutia-Fucugauchi, J., 1974. Microgeofísica en Arqueología e Ingeniería Civil, Bol. Asoc. Mex. Geof. Expl., 15, 1-46.
Barba L et al , 2014 Estudio de radar en El Colegio Nacional. Reporte, 5 pp
Líneas 70-71 (entrada principal) Alrededor de 4 m del recorrido se ve la cimentación a 50 cm de profundidad y llega hasta 1.25 m de profundidad. La reflexión mas fuerte está entre 3 y 4 m y se trata de una instalación eléctrica
File 70
File 71
Línea 76-77-78 (Patio) Se observa desde el inicio un paquete de reflexiones de 0 a 3 m del recorrido. Tienen de profundidad desde 50 a 2.25 se observan una serie de reflexiones horizontales, que asemejan dos pisos bien delimitados. Podría tratarse de una antigua cisterna.
File 76
File 77
File 78
Perspectivas Avances teóricos, instrumentación, procesado, modelado, inversion, resolución, … Métodos de adquisición, observación, integración, inversion conjunta, grandes volumenes de datos, … Computación, electronica, robótica, sistema satelital observación, plataformas adquisición datos, bases de datos, observatories geofísicos,… Uso racional de la información y las nuevas capacidades
¿Cómo hacer? ¿qué se puede hacer para tener una ciencia e ingenierías creativas, mayores capacidades, innovación…? - Sociedad educada - Academia-empresa-sociedad-gobierno - Coordinación de programas, actividades y políticas en un contexto estructurado -Inversión en CTI - Planes estratégicos a corto y largo plazo - Creación de infraestructura - Proyectos de ciencia e ingenierías - Movilidad académica - Creación de centros de investigación
Planeación estratégica, mejor estructurada con acciones a corto y largo plazo Flexibilidad Creatividad, innovación en el centro de las prioridades Simplificación administrativa Atraer y retener talento
Posibles acciones
Great Britain 3D Fence Program British Geological Survey
¡¡¡Muchas gracias!!!
Perfil E7. del Canal de Cuemanco a Tláhuac
(km
)
2 1 0
-1 -2
(mG
als)
-664 -662 -660 -658 -656
=Observed, =Calculated, =Error
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Distancia (km)
(km
)
2
1
0
-1
-2
-3 Tulyehualco 1
Arcillas Lacustres
Volcanica Superior
Volcanica Inferior
Caliza Cretacica
T-10
Arcillas Lacustres Sedimentos Compactados Piroclástos o Derrames basálticos
Air Sedimentos Lacustres
Unidad Volcánica Inferior
Basamento de Calizas Cretacicas
Unidad Volcánica Superior
D=2.67 D=1.5
D=2.4
D=2.6
D=2
(km
)
2 1 0
-1 -2
(m
Gal
s)
-664 -662
-660
-658
-656
=Observed, =Calculated, =Error
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Distancia (km)
(km
)
2
1
0
-1
-2
-3 Tulyehualco 1
Sed. Lacustres
Volcánica Superior
Volcánica Inferior
Caliza Cretácica
T-10
Arcillas Lacustres Sedimentos Compactados Piroclastos
Sedimentos Lacustres
Unidad Volcánica Inferior.
Basamento de Calizas Cretácicas
Unidad Volcánica Superior
D=2.67
D=1.5
D=2.7
D=2.6
D=2
Modelo de densidad creciente con la profundidad
Modelo de densidad decreciente, con la profundidad, en las últimas dos capas
Horizonte Sísmico I Horizonte Sísmico VI Horizonte sísmico VII
HORIZONTES SISMOESTRATIGRAFICOS I, VI Y VII CORRESPONDIENTES A LOS PERFILES E1, E3 Y E7
Modelos del estudio sísmico de reflexión de la Ciudad de México (Pérez-Cruz, 1988).
Horizontes Sismicos I, VI y VII bajo el Perfil E2.
-4000
-3000
-2000
-1000
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Distancia
Pro
fun
did
ad
Horizontes Sismicos I, VI y VII bajo el Perfil E3.
-4000
-3000-2000
-1000
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Distancia
Pro
fun
did
ad
Horizonte Sismico VII Bajo el Perfil E7.
-4000
-3000
-2000
-1000
0
0 2 4 6 8 10 12
Distancia
Pro
fundid
ad
Perfil N3. de Valle de Aragón a Villa Centroamericana
V.E.=2.05 Scale=161111
.
(km
)
2 1 0
-1 -2
(mG
als)
-660
-656
-652
-648
=Observed, =Calculated, =Error
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
(km
)
2
1
0
-1
-2
-3
Tulyehualco 1
Sed. Lac. Volc. Sup.
Volc. Inferior
Calizas C.
Mixhuca 1
Sedimentos Lacustres
Volc. Superior Volc. Inferior
Calizas Cretacicas
Air Sedimentos Lacustres
Calizas Cretácicas
Unidad Volcánica Inferior
Unidad Volcánica Superior
V. Yuhualixqui D=2.67 D=1.5
D=2.6
D=2.4
D=2
D=2.4 Modelo de densidad creciente con la profundidad
Modelo de densidad decreciente, con la profundidad, en las últimas dos capas
(km
)
2 1 0
-1 -2
(mG
als)
-660
-656
-652
-648
=Observed, =Calculated, =Error
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 Distancia (km)
(km
)
2
1
0
-1
-2
-3 Tulyehualco
Sed. Lac. Volc. Sup.
Volc. Inferior
Calizas
Mixhuca 1
Sedimentos Lacustres
Volc. Superior Volc. Inferior
Calizas Cretácicas
Air Sedimentos Lacustres
Calizas Cretácicas
Unidad Volcánica Inferior
Unidad Volcánica Superior
V. Yuhualixqui D=2.67 D=1.5
D=2.6
D=2.7
D=2
D=2.4
HORIZONTES SISMOESTRATIGRAFICOS I, VI Y VII CORRESPONDIENTES A LOS PERFILES N1 Y N3
Modelos del estudio sísmico de reflexión de la Ciudad de México (Pérez-Cruz, 1988).
Horizontes Sismicos I, VI y VII bajo el Perfil N1.
-6000
-4000
-2000
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Distancia.
Pro
fund
idad
.
Horizontes Sismicos I, VI y VII bajo el Perfil N3. en dirección N-S.
-4000
-2000
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Distancia.Prof
undi
dad
.
Horizonte Sísmico I Horizonte Sísmico VI Horizonte Sísmico VII
(Yamashita Architects & Enginners Inc.1996)
Estructura Cortical Cuenca de México
PERFILES SÍSMICO Y GEOELÉCTRICO
MAGNETOMETRÍA
GRADIENTE VERTICAL
Línea 73
De 2.50 a 3 m del recorrido se ve la cimentación. La parte alta del
cimiento se observa a 0.50 y la parte baja a 1.50 de profundidad. De 6 a 9 m se observan materiales distintos en el patio.
File 73
Área de estudio
OBJETIVOS DEL ESTUDIO Localizar los cimientos (profundidad y desplante)
Líneas y orientación de las líneas de radar
Línea 72
Entre 4 a 5 m del recorrido se ve la cimentación, la parte alta del
cimiento se observa a 0.50 y la parte baja a 1.25 m de profundidad.
File 72
Línea 74 (baño)
De 3.50 a 4.25 m del recorrido se observa una anomalía referente
al cimiento pero no se ve su parte superior. La parte inferior del
cimiento se ve a 1.50 m de profundidad.
File 74
Línea 75 (acceso a almacén)
A 2.50 del recorrido aparece el cimiento, y su profundidad se observa de
0.40 a 1.25 m de profundidad. Es rara una anomalía doble, pero puede
ser por la base del andamio.
File 75
Línea 81 (dentro del almacén)
Se observa una pequeña reflexión que puede deberse a un cimiento
muy estrecho de 2.80 a 3.20 del recorrido y 0.40 m a 1 m de
profundidad.
File 81
(km
)
2 1 0
-1 -2
(m
Gal
s)
-664 -662
-660
-658
-656
=Observed, =Calculated, =Error
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Distancia (km)
(km
)
2
1
0
-1
-2
-3 Tulyehualco 1
Sed. Lacustres
Volcánica Superior
Volcánica Inferior
Caliza Cretácica
T-10
Arcillas Lacustres Sedimentos Compactados Piroclastos
Sedimentos Lacustres
Unidad Volcánica Inferior.
Basamento de Calizas Cretácicas
Unidad Volcánica Superior
D=2.67
D=1.5
D=2.7
D=2.6
D=2
Gravity Model, Tulyehualco-1, Southern Basin of Mexico
PERFILES GRAVIMETRICOS EN LA CUENCA DE MEXICO
Volcano-tectonic Basin of Mexico